JP3042145B2 - ラムジェットエンジン - Google Patents
ラムジェットエンジンInfo
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- JP3042145B2 JP3042145B2 JP4052747A JP5274792A JP3042145B2 JP 3042145 B2 JP3042145 B2 JP 3042145B2 JP 4052747 A JP4052747 A JP 4052747A JP 5274792 A JP5274792 A JP 5274792A JP 3042145 B2 JP3042145 B2 JP 3042145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- head
- ramjet engine
- central body
- outer cylinder
- air intake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラムジェットエンジン
の改良に関し、とくに、高層大気圏に打ち上げて使用さ
れるラムジェットエンジンに関するものである。
の改良に関し、とくに、高層大気圏に打ち上げて使用さ
れるラムジェットエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ラムジェットエンジンは図３に示すよう
に、外筒１０１の頭部側の内部に中心体１０２を収容し
て、外筒１０１と中心体１０２との間に、空気取入口１
０３およびディフューザ１０４を形成し、前記中心体１
０２の尾部後方に燃焼室１０５を備えると共に、外筒１
０１の尾部にジェットノズル１０６を備えている。
に、外筒１０１の頭部側の内部に中心体１０２を収容し
て、外筒１０１と中心体１０２との間に、空気取入口１
０３およびディフューザ１０４を形成し、前記中心体１
０２の尾部後方に燃焼室１０５を備えると共に、外筒１
０１の尾部にジェットノズル１０６を備えている。
【０００３】このようなラムジェットエンジンは、例え
ば、昭和５８年４月に丸善が発行した「航空宇宙工学便
覧・増補版」の第６０８頁および第６０９頁に記載され
ている。
ば、昭和５８年４月に丸善が発行した「航空宇宙工学便
覧・増補版」の第６０８頁および第６０９頁に記載され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
高層大気圏に打ち上げられる飛翔体にラムジェットエン
ジンを適用することが考えられている。この場合、ラム
ジェットエンジンは、固体ロケット等のブースタにより
加速され、作動を開始することとなる。
高層大気圏に打ち上げられる飛翔体にラムジェットエン
ジンを適用することが考えられている。この場合、ラム
ジェットエンジンは、固体ロケット等のブースタにより
加速され、作動を開始することとなる。
【０００５】しかしながら、上述したラムジェットエン
ジンは、外筒１０１、中心体１０２、あるいはこれらに
より形成される空気取入口１０３の各形状や寸法が一定
であって、所定領域の高度および速度で最適な空気取入
効率が得られるように設計してある。
ジンは、外筒１０１、中心体１０２、あるいはこれらに
より形成される空気取入口１０３の各形状や寸法が一定
であって、所定領域の高度および速度で最適な空気取入
効率が得られるように設計してある。
【０００６】このため、上記ラムジェットを高層大気圏
に打ち上げることを想定すると、その軌道上では高度が
急激に増大するのに伴って周囲の空気密度が著しく低下
することから、空気取入効率が低下することが予想さ
れ、このような面での改善が必要であった。
に打ち上げることを想定すると、その軌道上では高度が
急激に増大するのに伴って周囲の空気密度が著しく低下
することから、空気取入効率が低下することが予想さ
れ、このような面での改善が必要であった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、上記したような従来の状況に
鑑みて成されたもので、とくに高層大気圏に打ち上げら
れるラムジェットエンジンを対象とし、常に最適な空気
取入効率を維持することができるラムジェットエンジン
を提供することを目的としている。
鑑みて成されたもので、とくに高層大気圏に打ち上げら
れるラムジェットエンジンを対象とし、常に最適な空気
取入効率を維持することができるラムジェットエンジン
を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるラムジェ
ットエンジンは、請求項１において、燃焼室を形成する
外筒の頭部内側に尖頭状の中心体を備えると共に、前記
外筒と中心体との間で空気取入口を形成し、前記中心体
の頭部をアブレーション材で尖頭状に被覆した構成と
し、また、請求項２において、燃焼室を形成する外筒の
頭部内側に尖頭状の中心体を備えると共に、前記外筒と
中心体との間で空気取入口を形成し、前記中心体は、燃
料タンクを収容する本体部と、尖頭状の頭部を形成する
円錐部を備えると共に、本体部と円錐部の間に収納空間
を形成し、収納空間内に、本体部と円錐部を連結し且つ
円錐部を機軸方向に後退させる駆動機構を備えた構成と
しており、これらの構成を課題を解決するための手段と
している。
ットエンジンは、請求項１において、燃焼室を形成する
外筒の頭部内側に尖頭状の中心体を備えると共に、前記
外筒と中心体との間で空気取入口を形成し、前記中心体
の頭部をアブレーション材で尖頭状に被覆した構成と
し、また、請求項２において、燃焼室を形成する外筒の
頭部内側に尖頭状の中心体を備えると共に、前記外筒と
中心体との間で空気取入口を形成し、前記中心体は、燃
料タンクを収容する本体部と、尖頭状の頭部を形成する
円錐部を備えると共に、本体部と円錐部の間に収納空間
を形成し、収納空間内に、本体部と円錐部を連結し且つ
円錐部を機軸方向に後退させる駆動機構を備えた構成と
しており、これらの構成を課題を解決するための手段と
している。
【０００９】
【発明の作用】本発明に係わるラムジェットエンジン
は、打ち上げ後の軌道上において、中心体の頭部を被覆
しているアブレーション材が空力加熱で昇華することに
より、外筒と尖頭状の中心体との間で形成する空気取入
口の開口面積が漸次拡大されることとなり、または、駆
動機構で中心体の円錐部を後退させることによって前記
空気取入口の開口面積が漸次拡大されることとなり、高
層大気圏で上昇する間、良好な空気取入効率を維持す
る。
は、打ち上げ後の軌道上において、中心体の頭部を被覆
しているアブレーション材が空力加熱で昇華することに
より、外筒と尖頭状の中心体との間で形成する空気取入
口の開口面積が漸次拡大されることとなり、または、駆
動機構で中心体の円錐部を後退させることによって前記
空気取入口の開口面積が漸次拡大されることとなり、高
層大気圏で上昇する間、良好な空気取入効率を維持す
る。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の請求項１に係わる一実施例を
説明する図である。
説明する図である。
【００１１】ラムジェットエンジンＲ１は、燃焼室１を
形成する外筒２の頭部側の内部に尖頭状の中心体３を備
えていると共に、前記外筒２と中心体３との間で空気取
入口４およびディフューザ５を形成した構造になってい
る。また、前記外筒２の尾部には、ジェットノズル６を
備えている。
形成する外筒２の頭部側の内部に尖頭状の中心体３を備
えていると共に、前記外筒２と中心体３との間で空気取
入口４およびディフューザ５を形成した構造になってい
る。また、前記外筒２の尾部には、ジェットノズル６を
備えている。
【００１２】前記中心体３は、燃料タンクおよび燃料噴
射装置（図示せず）等を備えているほか、ペイロードの
搭載部７を備えており、その尖頭状の頭部を形成する円
錐部８がアブレーション材９によって尖頭状に被覆され
ている。
射装置（図示せず）等を備えているほか、ペイロードの
搭載部７を備えており、その尖頭状の頭部を形成する円
錐部８がアブレーション材９によって尖頭状に被覆され
ている。
【００１３】この実施例における中心体３は、円錐部８
やペイロード搭載部７の外壁等が、例えば炭素繊維強化
プラスチックで形成してある。また、前記アブレーショ
ン材９は、エロージョン率の高いものとして、シリカか
ら成る内側層１０と、アルミナから成る外側層１１で形
成されている。この場合、内側層１０の方が外側層１１
よりもエロージョン率が高いものとなる。
やペイロード搭載部７の外壁等が、例えば炭素繊維強化
プラスチックで形成してある。また、前記アブレーショ
ン材９は、エロージョン率の高いものとして、シリカか
ら成る内側層１０と、アルミナから成る外側層１１で形
成されている。この場合、内側層１０の方が外側層１１
よりもエロージョン率が高いものとなる。
【００１４】上記構成を備えたラムジェットエンジンＲ
１は、例えば、燃焼室１内に装填される固体推進薬、あ
るいは外筒２の尾部に接続されるロケットモータ等をブ
ースタとして発進・加速し、所定の速度に到達したとこ
ろで作動を開始する。
１は、例えば、燃焼室１内に装填される固体推進薬、あ
るいは外筒２の尾部に接続されるロケットモータ等をブ
ースタとして発進・加速し、所定の速度に到達したとこ
ろで作動を開始する。
【００１５】すなわち、上記ラムジェットエンジンＲ１
は、空気取入口４から取入れた空気をディフューザ５で
減速させ且つ圧縮して燃焼室１に導入し、その空気に燃
料を噴射して連続的に燃焼させ、燃焼ガスをジェットノ
ズル６から噴出させることによって飛翔し続ける。
は、空気取入口４から取入れた空気をディフューザ５で
減速させ且つ圧縮して燃焼室１に導入し、その空気に燃
料を噴射して連続的に燃焼させ、燃焼ガスをジェットノ
ズル６から噴出させることによって飛翔し続ける。
【００１６】ここで、上記ラムジェットエンジンＲ１を
高層大気圏に打ち上げる場合には、高度が急激に増大す
るのに伴って周囲の空気密度が著しく低下することとな
る。
高層大気圏に打ち上げる場合には、高度が急激に増大す
るのに伴って周囲の空気密度が著しく低下することとな
る。
【００１７】そこで、上記ラムジェットエンジンＲ１で
は、軌道上において、中心体３の頭部（円錐部８）を被
覆しているアブレーション材９が空力加熱で徐々に昇華
することにより、外筒２と尖頭状の中心体３との間で形
成される空気取入口４の開口面積が漸次拡大されるよう
になっており、とくにアブレーション材９の内側層１０
が外側層１１よりもエロージョン率が高いことから、外
側層１１が昇華し終えると前記開口面積の拡大する度合
いが一層大きくなり、上昇に伴う空気密度の著しい低下
に対して良好な空気取入率が維持されることとなる。
は、軌道上において、中心体３の頭部（円錐部８）を被
覆しているアブレーション材９が空力加熱で徐々に昇華
することにより、外筒２と尖頭状の中心体３との間で形
成される空気取入口４の開口面積が漸次拡大されるよう
になっており、とくにアブレーション材９の内側層１０
が外側層１１よりもエロージョン率が高いことから、外
側層１１が昇華し終えると前記開口面積の拡大する度合
いが一層大きくなり、上昇に伴う空気密度の著しい低下
に対して良好な空気取入率が維持されることとなる。
【００１８】また、上記ラムジェットエンジンＲ１は、
アブレーション材９の昇華に伴って中心体３の頭部の角
度が減少することとなり、増速に対応して、頭部先端か
ら生じる衝撃波の角度を変化させることができる。
アブレーション材９の昇華に伴って中心体３の頭部の角
度が減少することとなり、増速に対応して、頭部先端か
ら生じる衝撃波の角度を変化させることができる。
【００１９】図２は本発明の請求項２に係わる一実施例
を説明する図である。なお、先の実施例と同一の構成部
位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
を説明する図である。なお、先の実施例と同一の構成部
位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２０】ラムジェットエンジンＲ２における中心体
２３は、燃料タンク等を収容する本体部２１と、尖頭状
の頭部を形成し且つ内側にペイロード搭載部２７を備え
た円錐部２８とに分割してある。
２３は、燃料タンク等を収容する本体部２１と、尖頭状
の頭部を形成し且つ内側にペイロード搭載部２７を備え
た円錐部２８とに分割してある。
【００２１】前記円錐部２８は、本体部２１の頭部に対
して機軸方向に摺動自在に接続してあると共に、本体部
２１との間に収納空間２２を形成している。この収納空
間２２内には、本体部２１と円錐部２８を連結する油圧
シリンダ３１および油圧駆動源３２等が収納してあり、
これらにより、中心体２３の頭部（円錐部２８）を機軸
方向に進退させる駆動機構２９を構成している。
して機軸方向に摺動自在に接続してあると共に、本体部
２１との間に収納空間２２を形成している。この収納空
間２２内には、本体部２１と円錐部２８を連結する油圧
シリンダ３１および油圧駆動源３２等が収納してあり、
これらにより、中心体２３の頭部（円錐部２８）を機軸
方向に進退させる駆動機構２９を構成している。
【００２２】上記構成を備えたラムジェットエンジンＲ
２は、先の実施例のものと同様にブースタにより打ち上
げられ、その軌道上において、駆動機構２９の油圧シリ
ンダ３１を収縮駆動することによって円錐部２８を徐々
に後退させ、空気取入口３の開口面積を漸次拡大させて
良好な空気取入効率を維持することとなる。
２は、先の実施例のものと同様にブースタにより打ち上
げられ、その軌道上において、駆動機構２９の油圧シリ
ンダ３１を収縮駆動することによって円錐部２８を徐々
に後退させ、空気取入口３の開口面積を漸次拡大させて
良好な空気取入効率を維持することとなる。
【００２３】なお、前記駆動機構２９は、当該ラムジェ
ットエンジンＲ２に搭載した高度計や速度計のデータ、
および予めプログラムされたデータに基づいて作動し、
前述の開口面積の制御のために円錐部２８を前進させる
ことも可能である。
ットエンジンＲ２に搭載した高度計や速度計のデータ、
および予めプログラムされたデータに基づいて作動し、
前述の開口面積の制御のために円錐部２８を前進させる
ことも可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のラム
ジェットエンジンによれば、とくに高層大気圏に打ち上
げられる飛翔体に用いた場合、軌道上における周囲の空
気密度の著しい低下に対応して、常に最適な空気取入効
率を維持し、安定した燃焼を持続させることができ、例
えば固定された中心体を用いたラムジェットエンジンと
比較すると、高高度において空気密度が低下しても、空
気取入口の開口面積を漸次拡大して良好な空気取入効率
を維持することができ、安定した飛翔が行われることか
ら、ペイロード荷重の増大を図ることができる。さら
に、請求項１に記載したように、中心体にアブレーショ
ン材を用いた場合には、シリカやアルミナ等のアブレー
ション材を中心体の頭部に被覆するだけなので、装置が
簡素で軽量なものとなり、また、請求項２に記載したよ
うに、中心体が本体部および円錐部を備え、本体部と円
錐部の間の収納空間に駆動機構を収納し、本体部を支持
体として円錐部を後退させる構成とした場合には、装置
がコンパクトで軽量であるとともに空力的に良好な形状
が確保され、且つ高度に応じてより適切な空気取入量の
制御を行うことができる。
ジェットエンジンによれば、とくに高層大気圏に打ち上
げられる飛翔体に用いた場合、軌道上における周囲の空
気密度の著しい低下に対応して、常に最適な空気取入効
率を維持し、安定した燃焼を持続させることができ、例
えば固定された中心体を用いたラムジェットエンジンと
比較すると、高高度において空気密度が低下しても、空
気取入口の開口面積を漸次拡大して良好な空気取入効率
を維持することができ、安定した飛翔が行われることか
ら、ペイロード荷重の増大を図ることができる。さら
に、請求項１に記載したように、中心体にアブレーショ
ン材を用いた場合には、シリカやアルミナ等のアブレー
ション材を中心体の頭部に被覆するだけなので、装置が
簡素で軽量なものとなり、また、請求項２に記載したよ
うに、中心体が本体部および円錐部を備え、本体部と円
錐部の間の収納空間に駆動機構を収納し、本体部を支持
体として円錐部を後退させる構成とした場合には、装置
がコンパクトで軽量であるとともに空力的に良好な形状
が確保され、且つ高度に応じてより適切な空気取入量の
制御を行うことができる。
【図１】本発明の請求項１に係わるラムジェットエンジ
ンの一実施例を説明する頭部拡大図付の断面図である。
ンの一実施例を説明する頭部拡大図付の断面図である。
【図２】本発明の請求項２に係わるラムジェットエンジ
ンの一実施例を説明する頭部拡大図付の断面図である。
ンの一実施例を説明する頭部拡大図付の断面図である。
【図３】従来のラムジェットエンジンを説明する断面図
である。
である。
Ｒ１，Ｒ２ ラムジェットエンジン １ 燃焼室 ２ 外筒 ３ ２３ 中心体 ４ 空気取入口 ９ アブレーション材２１ 本体部 ２２ 収納空間 ２８ 円錐部 ２９ 駆動機構
Claims (2)
- 【請求項１】 燃焼室を形成する外筒の頭部内側に尖頭
状の中心体を備えると共に、前記外筒と中心体との間で
空気取入口を形成し、前記中心体の頭部をアブレーショ
ン材で尖頭状に被覆したことを特徴とするラムジェット
エンジン。 - 【請求項２】 燃焼室を形成する外筒の頭部内側に尖頭
状の中心体を備えると共に、前記外筒と中心体との間で
空気取入口を形成し、前記中心体は、燃料タンクを収容
する本体部と、尖頭状の頭部を形成する円錐部を備える
と共に、本体部と円錐部の間に収納空間を形成し、収納
空間内に、本体部と円錐部を連結し且つ円錐部を機軸方
向に後退させる駆動機構を備えたことを特徴とするラム
ジェットエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052747A JP3042145B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | ラムジェットエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052747A JP3042145B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | ラムジェットエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256195A JPH05256195A (ja) | 1993-10-05 |
| JP3042145B2 true JP3042145B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=12923509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4052747A Expired - Fee Related JP3042145B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | ラムジェットエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042145B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6037818B2 (ja) * | 2012-12-21 | 2016-12-07 | 三菱重工業株式会社 | ジェットエンジン |
| JP6016616B2 (ja) * | 2012-12-21 | 2016-10-26 | 三菱重工業株式会社 | ジェットエンジン |
| JP6204250B2 (ja) | 2014-03-31 | 2017-09-27 | 三菱重工業株式会社 | ジェットエンジン、飛しょう体及びジェットエンジンの動作方法 |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP4052747A patent/JP3042145B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256195A (ja) | 1993-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |